Что находится под материками
Гипотеза дрейфа материков Вегенера
Мысль о том, что континенты были некогда соединены в единое целое, отнюдь не нова: ее высказал Фрэнсис Бэкон (1561-1626) еще в 1620-х годах, а в 1668 году французский теолог Франко Плаке опубликовал книгу, название которой в переводе с французского выглядит следующим образом: «Распад большого и малого мира, где показано, что до всемирного потопа Америка не была отделена от других частей света».
Первая карта, показывающая взаимное соответствие очертаний континентов, опубликована в 1858 г. Антонио Снидером, который обосновывал свою теорию сходством окаменелых растений, обнаруженных в различных частях Северной Америки и Европы.
Гипотеза (теория) учёного Альфреда Вегенера
С теорией дрейфа материков наиболее тесно связано имя немецкого ученого А. Вегенера (1880-1930). Изучая астрономию, Альфред Вегенер увлекся метеорологией и геофизикой. В 1912 году он прочел цикл лекций на эту тему и напечатал свою первую статью. В 1915 г. опубликована классическая монография А. Вегенера «Происхождение материков и океанов» (впервые издана в русском переводе в 1925 г.). Несколькими годами раньше Вегенера ту же теорию выдвинул американец Фрэнк Б. Тейлор.
Внимание Вегенера, как и его предшественников, к идее дрейфа материков было вызвано их очертаниями на карте мира. Ученый искусно реконструировал древние материки и в подтверждение своей точки зрения привлек тщательно собранные геологические, геодезические, геофизические, палеонтологические и палеоклиматические доказательства. Однако эти науки должны были еще существенно развиться, чтобы теория была безоговорочно признана.
Что такое дрейф материков
Дрейф материков — это перемещение континентов. Основоположник теории о дрейфе материков Альфред Вегенер полагал, что континенты двигаются по базальтам океанического дна. После трагической гибели Вегенера в научных кругах о гипотезе забыли.
Весьма веские данные в пользу теории Вегенера о дрейфе материков (перемещении материков) были получены геологами, работавшими в южном полушарии. Оказалось, что пермокарбоновое оледенение по своей интенсивности и площади распространения превосходило недавнюю плейстоценовую ледниковую эпоху. Полевые геологические исследования обнаружили следы этого оледенения в Южной Америке, Африке, Австралии, Индии, Антарктиде и на Мадагаскаре. Геологи, изучавшие тиллиты (моренные образования, принесенные и оставленные древними ледниками) и ископаемые растения, смогли провести их возрастную корреляцию на разных континентах. Если исходить из того, что материки всегда находились в своем современном положении, то установленные факты противоречат всем данным геологии и палеонтологии. Объединение районов древнего оледенения в единое целое не только приводит в соответствие геологические факты, но и свидетельствует о том, что современные материки прежде были смещены к Южному полюсу. А это в свою очередь позволяет объяснить существование в то же геологическое время тропических условий, господствовавших в Северной Европе.
Движение литосферных плит
Пример: исходя из данных, Евразиатская литосферная плита и расположенная на ней Евразия год за годом движется в юго-восточном направлении. Материк дрейфует.
Пример: исходя из данных, Евразиатская литосферная плита и расположенная на ней Евразия год за годом движется в юго-восточном направлении. Материк дрейфует.
Соответствие геологических структур и окаменелостей
Исследования, проведенные на территории Индии и Австралии, доказали существование былых связей между континентами. Так, впадины пермского возраста в северо-западной Австралии соответствуют аналогичным бассейнам Индии, а Восточная Австралия по геологическим особенностям близка Антарктиде. Тесные связи между геологическим строением Западной Африки и Бразилии дают еще одно доказательство того, что прежде они соединялись. В Западной Африке наблюдается четкая граница между древними породами, возраст которых 2 млрд. лет, и более молодыми формациями, насчитывающими около 400 млн. лет. Эта граница проходит близ Аккры в Гане и далее в юго-западном направлении погружается в Атлантический океан. Ее продолжение было обнаружено геологической экспедицией в Бразилии точно в предсказанном месте – у города Сан-Луиса (штат Мараньян). Свести вместе материки северного полушария, ныне далеко отстоящие друг от друга (Северную Америку, Европу и Азию), было немного труднее, но сейчас неопровержимо доказано, что некогда они составляли единый континент Лавразию. Геологи доказали, что горы Шотландии, Норвегии, Гренландии и Аппалачей в Северной Америке в истории своей были одной горной цепью.
Вегенер уделил большое внимание географическому распределению ископаемых органических остатков. До него палеонтологам приходилось предполагать существование между материками перемычек суши, сухопутных мостов, чтобы объяснить распределение некоторых ископаемых растений и животных. Допускали даже, что такие перемычки занимали площади, равные целым материкам, которые они соединяли. Долгое время считали, что эти сухопутные мосты исчезли путем постепенного оседания и погружения под воду. Детальное изучение дна океанов в последние годы опровергло эти представления. Идея же о Гондване, объединявшей Африку, Южную Америку, Антарктиду, Индию и Австралию, объясняет распределение многих ископаемых животных и растений. Например, окаменелые останки мезозавра, который не мог переплыть океан, были обнаружены только в Юго-Западной Африке (Намибия) и в Бразилии. Недавние исследования не только подтвердили дрейф материков, но и позволили точно установить их положение в геологическом прошлом. Важную роль сыграли здесь теории спрединга морского дна и тектоники плит. Одним из слабых мест теории Вегенера было допущение о существовании гигантских сил, требующихся для раздвижения материков. Новая теория дает убедительное объяснение природы этих движущих сил, хотя многое еще здесь остается неясным, как, например, распад первичного сверхконтинента – Пангеи.
Слово «пангея» — от греческого слова «пангайа», означающего «вся Земля».
Циклы сверконтинентов
Сущность теории дрейфа материков — видео
Автор доступно объясняет об истории становления материков, о том, что и сегодня материки не перестают двигаться и о том, какой прогноз дают ученые относительно расположения континентов, движения материков в будущем — спустя 200 млн лет. О дрейфе континентов можно смотреть, начиная с 3:16.
Современное доказательство того, что континенты подвижны — появление разломов и глубоких трещин, не связанных с работой в шахтах.
Дрейф материков — анимация
Так выглядит движение материков Земли за несколько секунд.
Что скрывается подо льдами Антарктиды?
Антарктида — самый малоизученный материк на планете, за которым закреплены сразу несколько рекордов. Так, именно в Антарктиде дуют самые сильные ветра на планете, именно там была зарегистрирована самая низкая температура — 89 градусов ниже нуля, а еще именно в этом месте расположен самый большой кратер на Земле. Несмотря на то, что поверхность материка-рекордсмена на протяжении нескольких миллионов лет была покрыта льдом и снегом, ученые смогли показать облик цветущей Антарктиды прошлого.
Подо льдами на Южном Полюсе планеты скрывается целый материк
Что находится подо льдами Антарктиды?
Антарктический ледяной щит настолько тяжелый, что поверхность самого холодного материка на планете прогнулась под тяжестью веса льда и снега почти на 500 метров. Еще бы: ледяной щит Антарктиды хранит в себе до 90 % всего льда на Земле! В настоящие дни самый холодный материк планеты начинает постепенно открывать миру свои секреты: в результате глобального потепления его поверхность постепенно обнажается, открывая миру неизученные и таинственные территории.
Одним из наиболее интересных открытий стало обнаружение долины под ледником Берд. В настоящее время долина считается самой глубокой точкой, расположенной внутри континента, так как уникальное место находится на глубине 2780 метров.
Озеро Восток, расположенное вблизи одноименной антарктической станции, в настоящее время находится под толщей льда в 4000 метров. Ученые считают, что несмотря на гигантское давление воды в озере, которое приблизительно равно 300 атмосферам, в этом водоеме могут обитать организмы, наделенные по-настоящему уникальными свойствами. Из-за того, что озеро Восток много миллионов лет находилось в изоляции от внешнего мира, местная фауна может радикально отличаться от уже изученной.
Озеро Восток находится прямо под одноименной станцией в Антарктиде
Как выглядела Антарктида в прошлом?
Найденный в Антарктиде криолофозавр совмещает в себе особенности тираннозавров и аллозавров, достигая в длину более 8 метров
Что произойдет, если льды Антарктиды растают?
Исследователи считают, что если весь сосредоточенный в Антарктиде лед полностью растает, уровень моря на нашей планете вырастет примерно на 60 метров. В результате такого катаклизма под воду рискуют уйти множество крупных городов, среди которых значатся Лондон, Нью-Йорк, Санкт-Петербург и Сидней. Кроме того, под воду уйдет и часть прибрежных европейских стран, таких, как Нидерланды и Дания. Сама же Антарктида понесет значительные территориальные потери: западная часть континента превратится в архипелаг со множеством островов, сформировав абсолютно новую карту древнего материка.
Антарктида будущего рискует превратиться во вполне комфортный для жизни архипелаг
Согласно официальным данным, на Антарктическом полуострове уже сейчас отмечается появление тундровой зоны. Ученые считают, что в связи с возрастанием средней температуры на планете, на материке вскоре начнут расти деревья, а количество представителей животного мира с каждым днем будет только увеличиваться.
Новости, статьи и анонсы публикаций
Свободное общение и обсуждение материалов
Результаты сразу нескольких научных исследований показали, что новый коронавирус проникает в мозг и в некоторых случаях является причиной серьезных неврологических нарушений 🧠
Сейчас многие из нас знакомы с законом Мура, знаменитым принципом, согласно которому развитие вычислительной мощности следует по экспоненциальной кривой, удв…
Пожары в Сибири в 2021 году достигли небывалых масштабов и могут серьезно повлиять на климат и ускорить глобальное потепление, так как в атмосферу выбрасывается колоссальное количество парниковых газов. Какие процессы на Земле при этом происходят и чего говорят специалисты?
Тектоника плит
Твердые планеты в своем развитии проходят период нагревания, основную энергию для которого дают падающие на поверхность планеты обломки космических тел (см. Гипотеза газопылевого облака). При столкновении этих объектов с планетой почти вся кинетическая энергия падающего объекта мгновенно преобразуется в тепловую, поскольку его скорость движения, составляющая несколько десятков километров в секунду, в момент удара резко падает до нуля. Всем внутренним планетам Солнечной системы — Меркурию, Венере, Земле, Марсу — этого тепла хватало если не для того, чтобы полностью или частично расплавиться, то хотя бы для того, чтобы размягчиться и сделаться пластичными и текучими. В этот период вещества с наибольшей плотностью передвигались к центру планет, образуя ядро, а наименее плотные, наоборот, поднимались на поверхность, образуя земную кору. Примерно так же расслаивается соус для салата, если его надолго оставить на столе. Этот процесс, называемый дифференциацией магмы, объясняет внутреннее строение Земли.
У самых маленьких внутренних планет, Меркурия и Марса (а также у Луны), это тепло в конце концов выходило на поверхность и рассеивалось в космосе. Затем планеты затвердевали и (как в случае с Меркурием) в последующие несколько миллиардов лет проявляли низкую геологическую активность. История Земли была совсем другой. Поскольку Земля — самая крупная из внутренних планет, в ней сохранился и самый большой запас тепла. А чем крупнее планета, тем меньше у нее отношение площади поверхности к объему и тем меньше она теряет тепла. Следовательно, Земля остывала медленнее, чем другие внутренние планеты. (То же самое можно сказать и о Венере, размер которой немного меньше Земли.)
Кроме того, с начала формирования Земли в ней происходил распад радиоактивных элементов, что увеличивало запас тепла в ее недрах. Следовательно, Землю можно рассматривать как шарообразную печь. Внутри нее непрерывно образуется тепло, переносится к поверхности и излучается в космос. Перенос тепла вызывает ответное перемещение мантии — оболочки Земли, расположенной между ядром и земной корой на глубине от нескольких десятков до 2900 км (см. Теплообмен). Горячее вещество из глубины мантии поднимается, охлаждается, а затем вновь погружается, замещаясь новым горячим веществом. Это классический пример конвективной ячейки.
Можно сказать, что порода мантии бурлит так же, как вода в чайнике: и в том, и в другом случае тепло переносится в процессе конвекции. Некоторые геологи считают, что для завершения полного конвективного цикла породам мантии требуется несколько сотен миллионов лет — по человеческим меркам очень большое время. Известно, что многие вещества с течением времени медленно деформируются, хотя на протяжении человеческой жизни они выглядят абсолютно твердыми и неподвижными. Например, в средневековых соборах старинные оконные стекла внизу толще, чем наверху, потому что в течение многих веков стекло стекало вниз под действием силы тяжести. Если за несколько столетий это происходит с твердым стеклом, то нетрудно представить себе, что то же самое может произойти с твердыми горными породами за сотни миллионов лет.
Наверху конвективных ячеек земной мантии плавают породы, составляющие твердую поверхность Земли, — так называемые тектонические плиты. Эти плиты состоят из базальта, самой распространенной излившейся магматической горной породы. Толщина этих плит примерно 10–120 км, и они перемещаются по поверхности частично расплавленной мантии. Материки, состоящие из относительно легких пород, таких как гранит, образуют самый верхний слой плит. В большинстве случаев толщина плит под материками больше, чем под океанами. Со временем процессы, происходящие внутри Земли, сдвигают плиты, вызывая их столкновение и растрескивание, вплоть до образования новых плит или исчезновения старых. Именно благодаря этому медленному, но непрерывному перемещению плит поверхность нашей планеты все время находится в динамике, постоянно изменяясь.
Важно понимать, что понятия «плита» и «материк» — не одно и то же. Например, Северо-Американская тектоническая плита простирается от середины Атлантического океана до западного побережья Северо-Американского континента. Часть плиты покрыта водой, часть — сушей. Анатолийская плита, на которой расположены Турция и Ближний Восток, полностью покрыта сушей, в то время как Тихоокеанская плита расположена полностью под Тихим океаном. То есть границы плит и береговые линии материков не обязательно совпадают. Кстати, слово «тектоника» происходит от греческого слова tekton («строитель») — тот же корень есть и в слове «архитектор» — и подразумевает процесс строительства или сборки.
Тектоника плит заметнее всего там, где плиты соприкасаются друг с другом. Принято выделять три типа границ между плитами.
Дивергентные границы
Если дивергентная граница расположена под океаном, в результате расхождения плит возникает срединно-океанический хребет — горная цепь, образованная за счет скопления вещества в том месте, где оно выходит на поверхность. Срединно-Атлантический хребет, простирающийся от Исландии до Фолклендов, — это самая длинная горная цепь на Земле. Если же дивергентная граница находится под материком, она буквально разрывает его. Примером такого процесса, происходящего в наши дни, служит Великая долина разломов, простирающаяся от Иордании на юг в Восточную Африку.
Конвергентные границы
Если на дивергентных границах образуется новая кора, значит где-то в другом месте кора должна разрушаться, иначе Земля увеличивалась бы в размерах. При столкновении двух плит одна из них пододвигается под другую (это явление называется субдукцией, или пододвиганием). При этом плита, оказавшаяся внизу, погружается в мантию. Что происходит на поверхности над зоной субдукции, зависит от местонахождения границ плиты: под материком, на границе материка или под океаном.
Если зона субдукции расположена под океанической корой, то в результате пододвигания образуется глубокая срединно-океаническая впадина (желоб). Примером этого может служить самое глубокое место в Мировом океане — Марианская впадина около Филиппин. Вещество нижней плиты попадает вглубь магмы и расплавляется там, а потом может опять подняться к поверхности, образуя гряду вулканов — как, например, цепь вулканов на востоке Карибского моря и на западном берегу Соединенных Штатов.
Если обе плиты на конвергентной границе находятся под материками, результат будет совсем другим. Материковая кора состоит из легких веществ, и обе плиты фактически плавают над зоной субдукции. Поскольку одна плита пододвигается под другую, два материка сталкиваются, и их границы сминаются, образуя материковый горный хребет. Так сформировались Гималаи, когда Индийская плита около 50 миллионов лет назад столкнулась с Евразийской. В результате такого же процесса сформировались и Альпы, когда Италия соединилась с Европой. А Уральские горы, старую горную цепь, можно назвать «сварочным швом», образовавшимся при объединении европейского и азиатского массивов.
Если материк покоится только на одной из плит, на нем будут образовываться складки и смятия по мере его наползания на зону субдукции. Примером этого служат Анды на Западном побережье Южной Америки. Они сформировались после того, как Южно-Американская плита наплыла на погрузившуюся под нее плиту Наска в Тихом океане.
Трансформные границы
Иногда бывает так, что две плиты не расходятся и не пододвигаются друг под друга, а просто трутся краями. Самый известный пример такой границы — разлом Сан-Андреас в Калифорнии, где движутся бок о бок Тихоокеанская и Северо-Американская плиты. В случае трансформной границы плиты сталкиваются на время, а затем расходятся, высвобождая много энергии и вызывая сильные землетрясения.
В заключение я хотел бы подчеркнуть, что, хотя тектоника плит включает в себя понятие о движении материков, это не то же самое, что гипотеза дрейфа материков, предложенная в начале ХХ века. Эта гипотеза была отвергнута (справедливо, по мнению автора) геологами из-за некоторых экспериментальных и теоретических неувязок. И тот факт, что наша современная теория включает в себя один аспект из гипотезы дрейфа материков — перемещение материков, — не означает, что ученые отвергли тектонику плит в начале прошлого века только для того, чтобы принять ее позже. Теория, которая принята сейчас, коренным образом отличается от прежней.